英泰移動通信學校
400-6160-599
咨詢熱線:
教育引領未來
實時熱點

通信技術的整體發展歷史:由分裂走向統一

發表時間:2023-11-01 11:03


(1)1G 時代:各國各自研制自己的移動通信系統

1973 年,摩托羅拉研發出了世界首臺手機;1976 年,ITU 批準了 800/900MHz 頻段用于移動電話的頻率分配方案。

1978 年底,美國貝爾實驗室研發成功了世界**套移動通信系統 AMPS(Advanced Mobile Phone System)并于 1983 年開始正式商業運行,開啟了 1G時代;隨著 AMPS 的面世,歐洲各國也紛紛建立齊了自己的**代移動通信系統,包括北歐的 NMT(Nordic Mobile Telephone)、前聯邦德國的 C-Netz 和英國的 TACS(TotalAccess Communications System)等。作為最早面世的移動通信系統,AMPS 受到了廣泛的歡迎,在超過 70 個國家運行,是 1G 時代最廣泛使用的通信技術標準。

(2)2G 時代:歐洲各國開始聯合,歐洲 VS 高通的通信標準格局形成

1982 年,為研發、設計一個可以泛歐洲使用的移動通信系統,歐洲郵電管理委員會設立了 GSM(法語 GroupeSpécialMobile,移動通信專家組,其標準化的職能后轉移)。

1986 年,為與美國在通信領域競爭,建立一個更先進、更廣泛使用的泛歐通信技術標準,歐洲委員會(European Commission)于 1986 年開始對美國通信行業的情況進行了考察,并于 1987 年**次公布了設立一個通信技術標準協會的設想。

1987 年,德國、比利時、丹麥、西班牙、芬蘭、法國、愛爾蘭、意大利、挪威、荷蘭、葡萄牙、英國、瑞典共同簽署了一份備忘錄,同意在 1991 年前建立一個泛歐洲的、基于數字信號的通信系統,并委托 GSM 承擔該任務。

1988 年,歐洲郵電管理委員會設立了 ETSI(European TelecommunicationsStandards Institute,歐洲電信標準協會)。1989 年,歐洲郵電管理委員會將 GSM 的職能轉移給了 ETSI,同年,新一代的泛歐洲通信系統標準被確定,即 GSM (Global System for Mobilecommunications)標準,歐洲的通信技術標準得到了統一。

在歐洲大力發展 GSM 標準的同時,美國的高通也在布局新一代的通信技術,與基于 TDMA(時分多址)技術的 GSM 標準不同,高通采用 CDMA(碼分多址)技術建立了自己的通信技術標準 IS-95,并于 1993 年被美國電信行業協會(Telecommunications Industry Association)確立為 2G 標準,相關網絡系統后續在香港、韓國等多個地區部署,在全球形成歐洲的 GSM 和高通的 CDMA 兩大2G 標準競爭的格局。

(3)3G 時代:更多國家、組織積極參與通信技術標準的設立

1985 年,聯合國下屬的 ITU(InternationalTelecommunicationUnion,國際電信聯盟)提出建立新的通信技術規范,即 FPLMTS(Future Public Land MobileTelecommunications System,未來公共陸地移動通信系統)。由于 GSM 等 2G 網絡的部署,ITU 的該計劃暫時擱置(FPLMTS 后被改名為 IMT-2000)。

1987 年,一項旨在研究一種在革命性的通信系統的研究在英國劍橋開展,研究員們將這項技術稱作 UMTS(UniversalMobileTelecommunications System),該研究得到了歐洲委員會和愛立信、諾基亞等廠商的資助。

上世紀 90 年代初,越來越多的 SDO(StandardsDevelopingOrganization,標準化組織)和通信廠商意識到全球通行的通信技術標準的意義,包括 ESTI、日本的 ARIB 等標準化組織以及愛立信、諾基亞、三星都開始進行研究。為了能夠采用單一標準,ITU 要求每個地區的 SDO 和廠商提交能夠滿足 IMT-2000 性能要求的無線電傳輸技術的提案。

1992 年,UMTS 的研究取得了階段性成果,但參與 UMTS 研究的各方對UMTS 的無線電傳輸部分選擇 ATDMA 技術還是 WCDMA 技術存在爭議。1996 年,在歐洲委員會的促進下,愛立信、諾基亞等廠商,法國電信、Orange等運營商以及標準化組織 ETSI 共同建立了 UMTS 論壇,以推動 UMTS 的產業化發展。其后,日本加入了歐洲陣營,UMTS 確定以 WCDMA 技術作為無線電傳輸部分的技術。

1996 年-1998 年間,各大 SDO 和相關廠商提交了 17 個提案,包括歐洲和日本 SDO 聯合主張的 WCDMA( UMTS),高通和三星為主的廠商聯合主張CDMA2000 和中國主張的 TD-SCDMA。

1998 年,為支持 UMTS 成為世界標準,以 ESTI 為核心的組織、廠商建立了3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作計劃);同年,支持CDMA2000 的以高通為核心的廠商、組織建立了 3GPP2、3GPP 和 3GPP2 都宣稱為 ITU 的 IMT-2000 項目服務。

1999 年,為推動 TD-SCDMA 的普及,中國的標準化組織 CCSA 同時加入了3GPP 和 3GPP2。中國主張的 TD-SCDMA 后來成為 UMTS 的一部分,與 WCDMA作為 UMTS 的兩個不同版本。

2000 年,經 ITU 確認(ITU-R M.1457 Recommendation),WCDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 被確立為 3G(IMT-2000)的標準。

(4)4G 時代:高通放棄主導標準,IT 廠商競爭失敗,技術標準趨向統一

在 3G 時代,為收回對 UMTS 研究的資助,歐洲各國采用了**化頻譜使用權拍賣價格的政策,使運營商背負了較大的投入成本,因此運營商在短期內無法承受再一次“革命性”的通信技術更新。在這種商業背景下,各大標準化組織和廠商對于通信技術的研究方向主要是在現有體系下“演進”,3GPP 和 3GPP2 兩大組織分別在其原支持的 UMTS、CDMA2000 的基礎上推出了 LTE(LongTermEvolution)和 UMB(Ultra Mobile Broadband)。

在通信行業組織演進技術的同時,主要由 IT 廠商和工程師組成的 IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電機電子工程師協會)也升級了其負責制訂的 Wi-Fi 技術標準;升級后的 IEEE802.16e 及以后版本 Wi-Fi 技術標準可以支持移動互聯網功能,開始與通信行業組織與廠商進行競爭。2008 年,ITU 定義了 4G(IMTAdvanced)網絡技術的性能指標,要求相關SDO 和廠商向 ITU 提交 4G 技術的提案。同年,高通宣布停止推廣 UMB,加入LTE 陣營。

2009 年,3GPP 和 IEEE 分別向 ITU 提交了 LTEAdvanced 和 WiMAX rel 2.0(IEEE 802.16m)作為 4G(IMTAdvanced)技術標準的提案。2011 年,經 ITU 批準,LTEAdvanced 和 IEEE802.16m 都被確認為 4G 的技術標準。

2012 年,IEEE 公布了 WiMAXrel2.1,由于 WiMAXrel2.1 不兼容以前的版本,眾多運營商和廠商轉向 LTEAdvanced,LTEAdvanced 成為**主流的 4G 通信技術標準。

(5)5G 時代:**次嘗試全球統一標準,標準分批凍結

以往通信技術標準的不統一為各大軟硬件廠商、運營商都帶來了很大的不便,因此在 5G 時代統一全球標準成為了通信行業絕大部分參與者的共識。經過 3G、4G 時代標準制定工作的發展,由 ITU 發布定義和指標需求,由各大 SDO 和廠商進行研究,再在 3GPP 框架內進行討論、談判、確認,最后由 3GPP 向 ITU 進行提案成為了通信行業普遍認可的確認通信技術標準的方式。2015 年,ITU 公布的 ITU-R M.2083 文件定義了 5G(IMT-2020)技術的應用場景和技術指標,根據 ITU 的定義,5G 的三大典型應用場景包括:

①eMBB(EnhancedMobileBroadband,增強型移動寬帶),主要應用場景包括 3D/超高清視頻、VR/AR、云存取、高速移動上網等需要大流量移動寬帶的場景;

②URLLC(Ultra Reliable & Low Latency Communication,高可靠低時延通信),主要應用場景包括無人駕駛/智能駕駛、工業互聯網等要求極低時延和高可靠性的場景;

③mMTC(Massive Machine Type Communication,大規模機器通信),主要場景包括車聯網、智能物流、智能資產管理等需要大規模數據連接的場景。



根據 3GPP 的規劃,5G 標準分為“R15”、“R16”和“R17”,目前“R15”、“R16”標準已經凍結?!癛15”版本標準已經能夠初步支持 ITU 定義的 5G 應用場景中 eMBB 和 URLLC 兩大場景,因此“R15”的凍結意味著面向 5G 規模商用的網絡設備、芯片、手機以及各種多樣化的智能硬件可以開始生產,部分運營商已經可以開始 5G 網絡的部署和運營;“R16”的凍結標志著 5G 網絡具備真正的系統級低時延高可靠性能力,并實現了網絡切片應用背景下的 4G—5G 互操作問題,以滿足智慧車聯網、工業互聯網等行業應用。根據 3GPP 的時間表,“R17”版本標準預計于 2022 年 6 月凍結。

分享到: